Leids iGEM-studententeam verandert bacteriën om veilig stikstof of CO2 te eten

Het Leidse studententeam dat meedoet aan de iGEM-wedstrijd. ,, Er liggen zoveel mooie GMO-oplossingen op de plank, maar die krijgen nu geen kans vanwege de veiligheidsrisico’s.’’

Het Leidse studententeam dat meedoet aan de iGEM-wedstrijd. ,, Er liggen zoveel mooie GMO-oplossingen op de plank, maar die krijgen nu geen kans vanwege de veiligheidsrisico’s.’’© Foto Pim Rusch

Tessa de Wekker
Leiden

Stel, er zouden bacteriën bestaan die CO2 in de lucht ’opeten’ en omzetten in bruikbare stoffen. In het laboratorium bestaan deze bacteriën al. Gebruik ervan zou veel milieuproblemen waar we mee kampen kunnen oplossen.

Strikte internationale regelgeving op het gebied van GMO’s (genetisch gemodificeerde organismen) verbiedt dat CO2-etende bacteriën in de natuur worden geïntroduceerd. Leidse studenten hebben een systeem bedacht dat ongebreidelde groei van GMO-bacteriën moet voorkomen: DOPL LOCK. „Je kunt het vergelijken met een kettingslot om de gemodificeerde stukjes DNA in de bacteriën heen”, zegt Sebastiaan Ketelaar. Hij is een van de twaalf studenten in het Leidse team dat dit jaar meedoet aan de internationale iGEM wedstrijd (zie kader).

Genetische modificatie kan met allerlei organismen. De studenten richten zich met DOPL LOCK op bacteriën. Genetisch veranderde bacteriën krijgen een extra stukje cirkelvormig DNA ingebouwd: een plasmide. Die plasmide zorgt ervoor dat bacteriën een bepaalde taak kunnen uitvoeren, zoals het ’opeten’ van CO2. Of bacteriën die stikstof uit bio-mest omzetten in voedingsstoffen voor planten.

Uiterst voorzichtig

Hartstikke handig, ware het niet dat genetische modificatie uiterst voorzichtig moet gebeuren. „Je wilt niet dat niet-natuurlijke organismen zich ongehinderd vermeerderen. Dat kan gevaarlijk zijn. Dat zie je niet alleen bij genetische modificatie trouwens. Kijk maar eens naar de uitheemse Amerikaanse rivierkreeften die nu in Nederland een plaag zijn en die de bodems en oevers aantasten. Voorzichtigheid is dus zeker op zijn plek”, zegt Ketelaar. „Helemaal bij bacteriën, want die kunnen we niet met het blote oog zien. Daardoor is de verspreiding nog moeilijker te monitoren”, zegt zijn teamgenoot Iris Noordermeer.

DOPL LOCK moet die ongebreidelde verspreiding tegengaan. Het systeem bestaat uit niet één, maar twee plasmiden, die als een soort tandem in elkaar zitten. „Aan beide plasmiden voegen we een eigen gifstof toe. Dat is een eiwit dat de processen in de cel belemmert”, legt Ketelaar uit. Noordermeer voegt daaraan toe: „Alleen de aanwezigheid van een bijbehorend antigif zorgt ervoor dat de cel weer in actie komt. Het antigif voor de ene plasmide stoppen we in de andere. Zonder elkaar kunnen beide plasmiden dus niet overleven en gaat de bacterie dood.”

Even terug naar het voorbeeld van de bio-meststof met daarin GMO-bacteriën. Dit is geen fictie, maar bestaat daadwerkelijk al in het lab.

Op dit moment wordt in Amerika kleinschalig onderzoek gedaan naar deze biomest in ’het wild’. De eerste resultaten zijn veelbelovend. Noordermeer: „De GMO-bacteriën vangen stikstof uit de lucht en maken daar voedingsstoffen voor planten van. Hierdoor wordt de stikstof in zowel bodem als lucht verminderd. Bijkomend voordeel is dat waar normale mest wegloopt richting slootjes, deze mest dat niet doet. Bij gebruik van normale mest wordt de concentratie stikstof in de sloten op een gegeven moment zo hoog, dat al het leven in het water dood gaat. Bij deze GMO-mest gebeurt dat niet.”

Potentieel onbenut

In Europa is experimenteren buiten het lab met GMO-bacteriën verboden vanwege eerder genoemde risico’s. „Logisch, maar daardoor kan het potentieel van GMO-bacteriën om allerlei milieuproblemen op te lossen, niet worden benut”, zegt Ketelaar. Hij hoopt dat het DOPL-LOCK systeem uiteindelijk zo goed werkt, dat het introduceren van GMO-bacteriën in de natuur compleet veilig zal zijn.

Zo ver is het nog niet. De Leidse studenten hebben de afgelopen zes maanden in het lab wel de technische mogelijkheden verkend en geëxperimenteerd met verschillende gif- en antigifstoffen. „Het is ons nog niet gelukt om beide plasmiden ook daadwerkelijk in elkaar te zetten. Daarbij hebben we de hulp van andere onderzoekers en bedrijven nodig”, zegt hij. Noordermeer: „Tijdens de iGEM-wedstrijd willen we onze kennis delen met studenten en wetenschappers over de hele wereld. Hoe meer mensen zich hiermee bezig gaan houden, hoe beter en sneller het systeem kan worden ontwikkeld. Er liggen zoveel mooie GMO-oplossingen op de plank, maar die krijgen nu geen kans vanwege de veiligheidsrisico’s.’’

Wil je het project steunen? Dat kan via de crowdfundingsactie op steunleiden.nl/project/dopllock. Met de opbrengst kunnen de studenten labmateriaal kopen en tests uitvoeren.

iGEM-wedstrijd

iGEM (International Genetically Engineered Machine) is een jaarlijkse wereldwijde synthetische biologie wedstrijd. Ruim 6000 studenten uit 45 landen proberen nieuwe producten en diensten te bedenken voor bijvoorbeeld industrie, milieu en gezondheid met behulp van synthetische biologie. De organisator is Massachusetts Institute of Technology (MIT) in het Amerikaanse Boston. Vorig jaar won het team van de Universiteit Leiden de wedstrijd. Dat team ontwikkelde een testkit om snel infectieziekten op te sporen, de Rapidemic. De prijsuitreiking van dit jaar is op 14 november.

Meer nieuws uit Leiden

Net Binnen

Ombudsteam

Ons Ombudsteam springt in de bres voor de consument.